Propellfly med vektorfunksjon R2 V26

Del 2, alle hjelpemidler

Propellfly med vektorfunksjon R2 V26

Et lite propellfly må nødlande på en motorvei. Posisjonen r→(t) til flyet t sekunder etter at nødlandingen har startet, er gitt ved

r→(t)=[30t−t2, 8sin⁡(π10t), 50(1−t10)2]

Motorveien ligger i xy-planet. Enhetene langs aksene er meter.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor høyt over motorveien er flyet 4 sekunder etter at nødlandingen har startet?

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem banefarten idet flyet lander på motorveien.

Hjelpemiddelkrav: Oppsett for hånd

Ved hvilket tidspunkt under nødlandingen er banefarten 14,3 m/s?

En fugl er i posisjonen (131,67,23) idet flyet starter nødlandingen. Fuglen flyr i en rett linje og krysser banen til flyet i punktet (125,8,252).

Fuglen holder en jevn banefart på 12 m/s.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Vil fuglen treffe flyet?

Fasit

18 m

≈10,3 m/s

t≈7,99 s

Nei — fuglen mangler ca. 22 cm på å nå flyets posisjon, men kollisjon er praktisk sett meget sannsynlig.

LøsningsforslagKI-generert

Vi bruker GeoGebra CAS til å definere vektorfunksjonen og beregne svarene. Se utklippet under.

GeoGebra CAS – Propellfly R2 V26

Høyden over motorveien er gitt av z-koordinaten til r→(t), det vil si 50(1−t10)2.

Vi setter inn t=4:

z(4)=50(1−410)2=50⋅(0,6)2=50⋅0,36=18

Se linje 8 i GeoGebra CAS.

Flyet er 18 m over motorveien etter 4 sekunder.

Flyet lander når z-koordinaten er 0:

50(1−t10)2=0⟹t=10

Fartsvektoren er r→′(t). Vi deriverer hver komponent (linje 4–6 i CAS):

r→′(t)=[30−2t, 4π5cos⁡(πt10), −10(1−t10)]

Ved landing (t=10):

r→′(10)=[10, 4π5cos⁡(π), 0]=[10, −4π5, 0]

Banefarten er lengden av fartsvektoren (linje 9 i CAS):

|r→′(10)|=102+(4π5)2+02≈10,3 m/s

Vi skal løse |r→′(t)|=14,3 for t∈[0,10].

Banefartsfunksjonen er definert i linje 7 i GeoGebra CAS. Ved t=7,99 gir CAS (linje 10):

banefart(7,99)≈14,308≈14,3

Banefarten er 14,3 m/s ved t≈7,99 s.

Vi undersøker om fuglen og flyet befinner seg i samme punkt til samme tid.

Steg 1 – Finn tidspunktet da flyet er i punktet (125,8,252).

Vi løser komponent for komponent:

x:30t−t2=125⟹t2−30t+125=0⟹t=5 eller t=25y:8sin⁡(π⋅510)=8sin⁡(π2)=8✓z:50(1−510)2=50⋅14=12,5=252✓

(For t=25 er flyet utenfor z≥0-området.) Flyet passerer punktet ved t=5 s.

Steg 2 – Finn avstanden fuglen må tilbakelegge.

Fuglen starter i A=(131,67,23) og skal til B=(125,8,252).

AB→=(−6, −59, −10,5)
|AB|=(−6)2+(−59)2+(−10,5)2=36+3481+110,25≈60,23 m

Se linje 11 i GeoGebra CAS.

Steg 3 – Sammenlign med strekningen fuglen rekker på 5 sekunder.

Strekning=12 m/s⋅5 s=60 m

Fuglen rekker 60 m, men trenger ≈60,23 m. Differansen er ca. 23 cm.

Matematisk treffer fuglen ikke flyet nøyaktig — den er omtrent 23 cm for kort. Men siden både flyet og fuglen har fysisk utstrekning langt større enn dette, er en kollisjon praktisk sett meget sannsynlig.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 6 poeng

1 poeng

Kandidater som kun oppgir posisjonsvektoren etter 4 sekunder får ingen uttelling.

2 poeng

1 poeng for å finne tidspunktet og 1 poeng for å finne banefarten.

1 poeng

Kandidater som finner flere løsninger, må forkaste ugyldige løsninger for å få uttelling.

2 poeng

Kandidater som finner enten riktig tidspunkt på fuglen og/eller på flyet, kan få 1 poeng. For å få full uttelling må kandidaten ha en fornuftig konklusjon.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt